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DISEÑO DE PAVIMENTO SEMIFLEXIBLE CON ADOQUIN DE CONCRETO (METODO AASHTO-1993)

Proyecto:

1.- DATOS DE TRAFICO Y PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE:a) Periodo de diseño en años ( t ): 20b) Tasa de crecimiento anual (g%): 3.84% = 0.0384

c) 29,288,549.22 millones (AASHTO: H-2)d) Indice de confianza ( R% ): 60 (Usar tabla 1)e) -0.253 (Usar tabla 2)f) Error de combinación estándar ( So ): 0.45 (Usar tabla 3)g) Indice de servicialidad inicial ( pi ): 4.20 (Usar tabla 4)h) Indice de servicialidad final ( pt ): 2.00 (Usar tabla 4)i) Diferencia de servicialidad (∆PSI = pi - pt ): 2.20 (AASHTO: II-10)j) C.B.R. de la Sub Rasante (%): 8.58 (Info. E.M.S.)k) 12,870.00 psi (AASHTO: I-14)

1.1.- CARACTERISTICAS DE MATERIALES:a) Modulo de Resiliencia del Adoquín ( Mr ): 400,000.00 psib) Modulo de Resiliencia del Concreto Asfáltico ( Mr ): 450,000.00 psi (AASHTO: II-17, II-18)c) Modulo de Resiliencia de la Base Granular ( Mr ): 30,000.00 psi (AASHTO: II-20, H-5)d) Modulo de Resiliencia de la Sub Base Granular (Mr ): 15,000.00 psi (AASHTO: II-20, H-5)

1.2.- DATOS PARA ESTRUCTURACION DEL REFUERZO:A. COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPA

Concreto Asfáltico Convencional (a1): 0.44 (Usar graf carpeta, AASHTO: II-17, II-18, H-2)Base Granular (a2 = 0.249*logMr - 0.977): 0.14 (AASHTO: II-20)Sub-Base (a3 = 0.227*logMr - 0.839): 0.11 (AASHTO: II-22)

B. COEFICIENTES DE DRENAJE DE CAPABase granular (m2): 1.00 (Ver m (i) ) (AASHTO: II-25)Subbase granular (m3): 1.00 (Ver m (i) ) (AASHTO: II-25)

2.- NUMERO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO (SN) :

Reemplazando valores en la fórmula, para el calculo de SN teórico:Para: SN = 3.8820 (iterar)

7.467 = 7.467

SN = 3.882

3.- CALCULO DE ESPESORES DE CAPAS DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO: (AASHTO: II-35)El Número Estructural se calculará con la ecuación de diseño presentada por la AASHTO-93 seinterrelacionan con los espesores de capa y drenaje según la expresión:

Trafico ( W18 = 106 x [ {(1+ g) t - 1} / g ] )

Desviación estándar normal ( ZR ):

Modulo de Resiliencia (MR = CBR x 1500):

SN = a1.D1 + a2.D2.m2 + a3.D3.m3

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Reemplazando valores en:D1: Espesor de adoquín = 8 cm

Espesor de arena = 5 cm13 cm = 5.12 pulg.

D2: Espesor de la base = 20 cm = 7.874 pulg. (material granular)D3: Espesor de sub-base = X pulg. (material granular)

3.882 = 0.44 x 5.12 + 0.14 x 7.874 x 1.00 + 0.11 x D3 x 1.003.882 = 2.252 + 1.09 + 0.11 D3D3 = 5.00 pulg. = 12.702 cm

ESTRUCTURA PROPUESTA:Adoquín = 8 cmCama de arena = 5 cmBase Granular = 20 cmOver (mejoramiento del suelo) = 20 cmEspesor del pavimento = 53 cm

AASHTO-93 PAG. 99

Clasificacion Nivel de confiabilidad recomendado (R)funcional Urbano Rural

Autopista y carreteras interestatales, y otras vias 85 - 99.9 80 - 99.9Arterias principales 80 - 99 75 - 95Colectoras 80 - 95 75 - 95Locales 50 - 80 50 - 80

Generalmente ante los incrementos de los volumenes de tráfico, de las dificultades para diversificarel tráfico y de las espectativas de disponibilidad del público, debe minimizarse el riesgo de que lospavimentos no se comporten adecuadamente. Este objetivo se alcanza seleccionando niveles de confiabilidad más altos. La Tabla No. 1 presenta los niveles de confiabilidad recomendados para varias clasificaciones funcionales.

AASHTO-93 PAG. 84CONFIABILIDAD Y DESVIACION ESTÁNDAR

50 0.00060 -0.25370 -0.52475 -0.67480 -0.84185 -1.03790 -1.28291 -1.34092 -1.40593 -1.47694 -1.55595 -1.64596 -1.75197 -1.88198 -2.05499 -2.327

99.9 -3.09099.99 -3.750

La selección de un nivel apropiado de confiabilidad para el diseño de una vialidad particular, dependeprimariamente del uso del proyectado y de las consecuencias (riesgos)

Confiabilidad (R%)

Desviacion normal

estándar (ZR)

AASHTO-93 PAG. 84Criterio para la selección de la Desviacion estandar total (So)

0.30 - 0.40 Pavimentos rigidos0.40 - 0.50 Pavimentos flexibles

AASHTO-93 PAG. 28Valor Indice Serviciabilidad (PSI)Para el diseño es necesario seleccionar un índices de serviciabilidad inicial y terminal.El índice de Serviciabilidad terminal o final de diseño deberá ser tal que culminado el periodo de vidaproyectado, la vía (superficie de rodadura) ofrezca una adecuada serviciabilidad

4.2 pavimentos flexible4.5 pavimentos rígidos

2.5 ó 3.0 carretras principales2 carreteras con clasificación menor

1.5 carreteras relativamente menores , donde las condiciones económicasdeterminan que gastos iniciales deben ser mantenidos bajos

- Indice de serviciabilidad inicial (pi)

- Indice de serviciabilidad final (pt )

Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 350000 psi

Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 350000 psi 0.38

o Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 400000 psi 0.42

o Tipicamente el Modulo elastico del concreto asfaltico es de 450000 psi 0.44

PARA LA CAPA DE BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO

PARA LA CAPA DE BASE TRATADA CON ASFALTO

PARA LA CAPA DE BASE GRANULAR

PARA LA CAPA DE BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO

PARA LA CAPA DE BASE TRATADA CON ASFALTO

PARA LA CAPA DE BASE GRANULAR

COEFICIENTE DE CAPA PARA SUB BASE GRANULAR

Valores de coeficientes de drenaje (mi) recomendados

<1% 1-5% 5-25% >25%Excelente 1.40-1.35 1.35-1.30 1.30-1.20 1.20 Excelente 2 horasBueno 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00 Bueno 1 díaAceptable 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80 Aceptable 1 semanaPobre 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60 Pobre 1 mesMuy pobre 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40 Muy pobre agua no drenada

Calidad del Drenaje

% del tiempo que la estructura del pavimento esta expuesta a niveles de humedad proximas a la saturacion Calidad del

DrenajeTiempo de remocion

de agua

Periodo de diseño en años ( t ):Tasa de crecimiento anual (g%):